地形对陆架拦截波性质及机制的影响

陆架波的性质如频散关系、形成机制等受地形影响。研究地形对陆架波的性质影响具有重要意义。基于陆架拦截波理论,数值计算了分段线性地形下不同宽度陆架上陆架拦截波的频散关系、长波假设下波动的相速度、阻尼情况下的波动耗散率以及强迫波的外力影响因子。分析了陆架宽度及坡度对自由及强迫陆架拦截波性质的影响。陆架宽度影响陆架拦截波的频散关系。陆架变宽,使得长波频散曲线的斜率增大。陆架宽度的增加使第一模态陆架拦截波有明显的性质变化:相速度增大,波动受辐散影响的程度变大,摩擦衰减距离增大,且风应力旋度在波动的生成机制中起到的作用渐强。在宽的陆架上,研究陆架拦截波的生成及强迫波的振幅时,应充分考虑风应力旋度的作用。第二、三模态波动的相速度受陆架坡度的影响较大,但摩擦衰减距离基本都在200km左右,几乎不随陆架宽度改变,属于局地波。     

海岸围垦工程对三门湾内潮汐振幅的影响与研究

近年来随着三门湾内围垦工程规模的不断扩大,三门湾的岸线及水深地形发生了显著变化,有必要重新评估三门湾内的潮汐振幅特征。本研究基于ADCIRC二维潮汐模型,开展了三门湾围垦工程实施前后潮汐振幅变化规律的研究。结果表明:三门湾内以半日潮为主,湾口和湾顶处振幅相差较大。单纯考虑围垦工程引起的岸线变化时,半日潮振幅受到的影响较为明显,振幅以减小为主,M2分潮减小幅度为0. 08～0. 10 m。采用经验公式预测了围垦工程造成的最终回淤量,围垦工程附近平均淤积为1. 5～2. 5 m,深水区附近淤积更加严重。当考虑了回淤导致的地形变化后,围垦工程区附近的潮汐振幅会有显著的减小,半日分潮减小幅度要远大于全日分潮,在围垦区域前沿,M2分潮振幅减小幅度较为明显,然后向外侧逐步减小。与单纯岸线变化相比,水深地形改变导致的潮汐振幅变化幅度要远大于前者。     

基于数值模拟的强潮海湾潮汐预报模型精度分析：以三门湾为例

全球潮汐预报模型在深水大洋具有较高的精度, 但在近岸强潮海区由于地形岸线、模型分辨率等原因精度不一, 难以直接应用。三门湾海域多年平均潮差4 m, 最大潮差可达7 m,是典型的强潮海湾, 为了评估TPXO9.0、TPXO9.0-atlas TOPEX/POSEIDON TIDES）、NAO.99b（National Astronomical Observatory of Japan）与GTM（Global Tide Model） 4 种预报模型在三门湾海域的预报精度, 本文分别通过上述4 个潮汐预报模型提取水动力数学模型开边界进行对比,并利用提取的开边界潮位对二维水动力模型进行驱动。通过计算分析潮位站实测数据与数值模拟结果的误差, 研究4 种预报模型模拟的三门湾潮汐变化得出, NAO.99b 模型在三门湾海域整体预报精度最佳, 分潮振幅、迟角和实测数据误差最小, TPXO9.0-atlas 分潮振幅模拟较好, 但迟角误差较大。对湾内四大分潮进行潮汐调和分析发现, 三门湾海域以半日潮为主, M2、S2 和K1分潮振幅由湾顶向湾口递减, O1分潮相反。     

东海南部陆架对半日分潮波的增大效应

浙江沿岸是我国潮差分布最大的地带,其原因之一是相邻接的陆架对半日潮波的增大效应.本文引用一种模型论述其可能发生的原因.理论上分析得出,半日分潮在这一海域存在发生共振的条件,而全日分潮则否;结合比较接近真实陆架地形的分析表明,沿岸半日分潮(M₂)的振幅比陆架外缘大约增大4倍,这与实测结果基本一致.     

围填海工程对福建东山湾潮汐潮流动力特征的累积影响研究

近年来,福建东山湾内由于围海造陆等区域人类活动,使得湾内潮动力特征发生较为显著的变化。本文基于FVCOM (Finite Volume Community Ocean Model)海洋数值模式,构建了东山湾海域潮动力数学模型,并基于该模型分析了围海工程对海域潮动力的影响特征。研究结果表明：东山湾围海工程对整个海湾的急流时刻的影响主要集中在工程附近约5 km范围内,围海工程上下游附近区域流速显著降低,最大降低值约0.4 m/s,工程靠近海湾一侧区域流速增强,最大增加值约0.35 m/s。其次,东山湾围海工程造成湾内M2分潮振幅整体呈下降趋势,古雷围填海南侧附近下降最大为0.12 m。海域内潮汐不对称γ值显示,海湾内涨潮优势强于落潮,γ值从湾口向湾顶增大明显,湾口的γ值接近于0,湾顶附近海域可达0.54,表现出从湾口向湾顶潮汐的涨潮优势逐渐加强的特征。围海造陆工程造成附近北部区域涨潮优势增强,南部区域落潮优势增强。     

中国黄海沿岸潮差的显著增大趋势

消除交点和半交点周期性变化的影响,自２０世纪７０年代以年来中国黄海沿岸的潮差随年份显著增大,高潮位随之明显地上升,低潮位也呈明显的下降趋势。 属于大陆边缘海域的中国黄海,海平面上升影响的显著性,通过驻波作用明显地表现出来。全球海平面上升引起的陆架浅水区域海底和测向摩擦作用改变和减小,从而导致入射波?反射 波和折射波的传播发生变化,该变化造成潮汐驻位置（潮无潮点）的移动,由此造成     

非结构网格三维斜压模型研究人类活动对海南岛清澜潮汐汊道水动力影响

清澜潮汐汊道为海南岛东部一个典型的泻湖-潮汐汊道-沙坝系统,由于其优越的自然条件而成为开发的重点区域。近几年的人类活动主要包括:口门西侧的围填工程,航道的疏浚和八门湾泻湖内的围塘工程。采用SELFE模型,结合观测资料,研究了不同人类活动对潮汐汊道的潮波、潮通量与涨落潮历时、河口重力环流、盐水入侵和河口羽流的影响。结果表明不同的人类活动其对动力的影响不同,口门西侧围填工程减小了潮汐汊道的潮差,对潮通量和盐水入侵影响很小;航道疏浚则加大了潮差和潮通量,加强了河口环流和盐水入侵;泻湖内围塘工程使潮差有所增大,但减小了潮通量,对盐水入侵的影响不显著。口门西侧围填工程改变了河口羽流的路径,而航道疏浚则使河口羽流更加向海扩散。     

珠江三角洲网河区径流潮流相互作用分析

在大量实测资料基础上采用小波分析方法对珠江三角洲网河区径流与潮汐的相互作用进行分析,得出如下结果:网河区潮差和潮位的周期变化既有典型潮汐的半日周期和全日周期以及半月周期,也有径流量的周期变化如64.8 d的周期变化,即同时具有径潮的周期变化.不同河段潮差及各分潮波振幅与径流量的大小具有明显的反相关关系,径流量越大,潮差越小,三水站潮差随流量以-0.0002的速度减小,网河区下游河段则减小得较慢.上游径流量越大,因克服径流的阻碍作用而消耗的能量越大,潮汐作用强度迅速减弱,各分潮潮波振幅和潮差沿程减小越快.随着径流量的增大,三水站潮簇D₁,D₂和D₄的振幅明显减小,D₂的振幅衰减得最快.     

磨刀门河口近期水文动力变化及人类活动对其影响研究

分析磨刀门河口近几十年来水文动力的变化并重点研究围垦和挖沙这二类人类活动对水文动力变化的影响。磨刀门河口近期水文动力的变化主要表现在:水位升高,主干分流比加大,断面平均流速增大;潮汐动力20世纪607、0年代至90年代初明显减弱,潮差减小,主要分潮振幅变小;20世纪90年代初至21世纪初,潮汐动力增强,潮差增大,主要分潮振幅变大,涨潮量增大。围垦加速了水位的抬升,改变了河口的径流和涨潮量分流比,使河口的断面平均流速增大,减弱了河口的潮汐动力。挖沙使河口潮汐动力增强,降低了水位上升的速度。     

围填海累积效应对钦州湾水动力环境的影响

根据海图资料和卫星影像,确定了钦州湾2004年与2019年两个历史时期的岸线与水深.基于无结构网格有限体积海洋模型建立高精度的水动力模型,分析了近15年来围填海工程的累积效应对钦州湾水动力环境的影响.结果 表明:地形与岸线的改变使得钦州湾外湾潮汐振幅减小、茅尾海内潮汐振幅增加;潮流场改变明显,外湾中部流速普遍增加,围填...     

渤海岸线地形变化对潮波系统和潮流性质的影响

采用有限体积近岸海洋模型FVCOM,基于渤海2004和2014年的岸线地形数据,构建渤海2个年份的三维潮汐潮流数值模式;通过数值模拟研究,探讨了渤海岸线地形变化对潮波系统和潮流性质的影响。数值模拟结果表明:岸线地形变化后,半日分潮潮时在渤海湾、莱州湾和渤海中部东南海域提前,在辽东湾和渤海中部西北海域滞后;振幅在渤海湾及辽东湾增大,在莱州湾及渤海中部减小;位于秦皇岛和黄河口的半日分潮无潮点位置分别向西南和东南方向移动。渤海绝大部分海域全日分潮潮时提前,振幅增大,位于渤海海峡的全日潮无潮点位置向东移动。潮流性质系数在莱州湾增大,在渤海其他大部分海域减小,渤海规则半日潮流海区范围略有增加,不规则半日潮流海区范围相应减少。     

水东湾潮流特征分析及三维数值模拟

基于水东湾海域利用现状及水环境综合整治工作的迫切需要,对其海洋水文要素开展野外调查,以清晰理解其潮流特征,并据此进行潮流三维数值模拟.调查结果显示,水东湾观测期间的实测潮差在2.6~2.9 m之间,平均潮差约2.8 m,湾口潮差最大,湾顶海域潮差最小,涨潮历时略长于落潮,属不正规半日潮;各观测站位的最大流速相差较大,最高值出现在湾口深槽,为134 cm/s,最低值出现在湾顶浅海海域,为31 cm/s,最大流速水平分布基本上呈现为从湾口向湾顶递减态势.模拟结果显示,水东湾内潮流基本沿潮汐通道呈往复流动,涨潮流向介于280°~300°之间,流速在0.28~1.36 m/s范围内变化;落潮流向介于128°~180°之间,流速在0.56~1.44 m/s范围内变化,流矢受地形限制显著.     

象山港潮滩坡度对潮动力影响的数值研究

象山港属于狭长型半封闭港湾,湾内分布有大面积潮滩。多年以来象山港内实施了大量海岸工程及养殖工程,湾内潮滩坡度发生了显著变化。基于非结构网格和有限体积数值模式（FVCOM）建立象山港三维潮动力模型,研究湾内不同区域潮滩坡度变化对象山港潮动力过程的影响机理。结果表明：潮滩坡度下降将增大湾内纳潮量,进而增大M2分潮振幅和迟角,反之则反。铁港潮滩坡度的减小（增大）,将改变底部耗散项,进而增大（减小）M4分潮振幅。由于M2和M4分潮的振幅在湾顶较大,所以湾顶（铁港）潮滩坡度对象山港潮动力过程的影响明显大于侧岸（西沪港）。西沪港潮滩坡度对象山港潮动力过程的影响是局部的。铁港、西沪港潮滩坡度对湾内潮汐不对称、余流及潮能影响显著。铁港潮滩坡度的改变均会减弱湾内落潮占优程度。西沪港区域潮滩坡度的减小将减弱湾内落潮占优趋势,反之则反。铁港和西沪港潮滩坡度的减小,将增大余流大小及潮能密度,进而潮能耗散增大,反之则反。研究结果对河口海岸潮滩区域的工程建设及生态修复有重要参考价值。     

南黄海和东海层化陆架区的强制波

本文从理论上探讨了夏季南黄海和东海层化陆架区,在台风作用下强制界面波的基本特性。研究表明,上层强制波受内界面波的影响甚微,具有与正压海强制波同样特性,它导致了一个随台风移行的孤立波,同时派生一个逆向传播的陆架波系。在台风域内跃层下陷导致内界面波时空不连续,形成一个“零波域”随台风移行,但仍有一个内陆架波逆向传播。其振幅随跃层下层水深的增加而增大,下层水深随风速的增大而减小。上层波振幅小于下层内波振幅。     

钱塘江涌潮对地形变化的响应研究

钱塘江涌潮以汹涌磅礴闻名中外,并对沿江防灾减灾带来巨大挑战,研究涌潮规律具有重要的学术价值和现实意义。采用涌潮数学模型研究钱塘江涌潮在地形变化下潮汐和涌潮特征的变化。结果表明,地形变化对潮汐和涌潮影响显著;随着地形的降低,钱塘江沿程低潮位下降,高潮位总体呈下降趋势,潮差增大,涨潮历时增加;涌潮高度和涌潮最大流速随相对Froude数呈先增后减规律,起潮点上移,涌潮传播速度增大;当地形降低到临界值后,相对Froude数小于1,涌潮消失。研究结论解释了钱塘江丰水地形涌潮大、枯水地形涌潮小的现象。为保护涌潮资源,维持适当的江道容积是必要的。     

杭州湾潮汐特征时空变化及原因分析

杭州湾是世界著名的强潮河口湾,一直是研究的热点。基于杭州湾口内外实测潮汐资料,对杭州湾潮汐特征及时空变化进行了系统分析,包括高潮位、低潮位、平均潮位、潮差、涨潮历时以及天文潮变化,同时分析了20世纪80年代以来潮汐特征变化的原因。结果表明:最近50年来,杭州湾年平均高潮位和海平面抬高,潮差增大;澉浦年平均低潮位抬高,涨潮历时缩短,浅海分潮增大;钱塘江河口治江缩窄是造成杭州湾潮汐变化的主要因素;浙江和邻近海域的涉海工程可能是造成浙江沿海海平面上升的主要原因之一。     

鲇鱼湾油码头附近水域潮汐,波浪和海流特征

本文依据鲇鱼湾油码头附近水域实测潮汐、波浪和海流资料,分析了本区潮汐和潮流分别以M_2分潮和分潮流占优势。潮位和潮差均具有季节性变化。潮流和余流流速的强弱主要与地形效应有关。本区东南向强浪的生长,主要依赖于偏南季风,     

山东半岛海洋牧场潮汐特征分析

利用山东半岛15个海洋牧场的水深观测数据,比较了不同资料长度下调和分析结果的差异,并分析了包括调和常数、潮汐类型、潮差和潮汐日不等现象在内的潮汐特征的空间变化。结果显示,主要分潮调和常数估计误差随资料长度的增加逐渐减小,调和常数估计的准确性不断提高。潮汐特征的分析表明:(1)各海洋牧场中M2分潮的振幅最为显著,平均振幅为0.87m。(2)各海洋牧场潮汐类型均为以M2分潮为主导的半日潮潮型,山东半岛东部沿海海洋牧场的潮汐类型为不规则半日潮,东南沿海海洋牧场的潮汐类型则为规则半日潮。(3)各海洋牧场平均潮差与最大可能潮差空间变化趋势相同。平均潮差和最大可能潮差的最大值均出现在日照国美投礁型海洋牧场,分别为3.48m和5.70m;平均潮差和最大可能潮差的最小值出现在荣成烟墩角游钓型海洋牧场,分别为0.82m和2.27m。(4)各海洋牧场潮高不等现象均不显著,威海瑜泰游钓型海洋牧场、威海西港游钓型海洋牧场、威海刘公岛游钓型海洋牧场、荣成成山鸿源投礁型海洋牧场、荣成东楮岛游钓型海洋牧场和荣成鸿泰游钓型海洋牧场的潮时不等现象不显著,其他海洋牧场落潮历时均大于涨潮历时,表现为涨潮主导的特征。     

华南水东湾波控、中等潮差岬湾海滩地形动力分类

海滩地形动力分类在国外的海岸地貌研究中已经被广泛接受。本文使用了华南粤西水东湾切线带、过渡带和遮蔽带海滩连续16个月32次大潮期间同步获取的波浪、潮汐、泥沙和海滩地形数据,分别按照无量纲沉降参数、相对潮差参数和无量纲海湾尺度参数对这一岬湾海滩不同岸段的海滩类型进行了研究,研究发现：（1）水东湾切线带海滩的主要状态为有裂流的低潮台地状态和沙坝型海滩状态,过渡带海滩主要状态是低潮沙坝/裂流海滩和沙坝消散型状态,遮蔽带海滩主要状态是有或无沙坝的消散型状态;（2）海湾不同岸段海滩状态的顺序变化与差异体现了岬湾海滩状态的时空变化性,与现场观测的海滩地形的变化基本一致,说明了对波控中到强潮海滩进行研究时,需要考虑潮汐的影响。同时,本文主要给出了海滩状态研究的一个框架体系,由于海滩不同的状态伴随不同的侵蚀模式,要求我国今后需加强在这一方面研究,以进一步丰富我国海滩地形演变、海滩地形动力过程和海滩防侵蚀的理论基础。     

海岸线围垦对广西钦州湾地形演变的影响分析

广西钦州湾是中国南方重要河口型海湾,近期在高强度人类活动影响下,钦州湾水动力过程发生变化,对港口航运和岸线稳定性产生影响。文章基于1985年和2020年两期岸线和水下地形数据,采用水动力–沉积动力耦合的数值模型系统模拟了近35年工程建设和海岸围垦对钦州湾水动力和未来水下地形演变的影响。结果表明,围填海工程略微增加了龙门水道和外湾地区的潮汐场流速,有利于优化流路的空间分布格局;同时,围垦改变了潮汐不对称性分布,变化较大区域发生在茅尾海北部、龙门水道、外湾中部和三墩公路周边,对滩潮格局发育和局部冲淤态势产生影响;钦州湾中部龙门水道侵蚀略微增加,但变化范围更为集中,外湾地区变化幅度略微减少,变化趋势向东西两侧水道集中。总体而言,围垦工程导致钦州湾水下地形变化趋于稳定。钦州湾围垦工程对动力地貌稳定性产生重要影响,对维持港口航运和海岸带经济可持续性发展具有积极意义。